Конструкторський корпус 12-канальної вхідної шафи шин змінного струму

Цілі та вимоги

Створіть комбайнер змінного струму 12-вхід-1-вихід. Оскільки це автономний проект, для нього потрібна лише функція об’єднання.

Згідно з наведеною вище принциповою схемою, характеристики шафи становлять 5000 кВА/800 В. Загальний струм, що надходить у шафу, становить: 350 кВт * 12 / 800 В / 1,732 ≈ 3031 А. Середній струм на гілку становить 253А.

Розрахунок і проектування основного обладнання

Автоматичні вимикачі в литому корпусі (MCCB)

1.Кількість: 12 одиниць, що відповідають топології «12 дюймів». Один вимикач на вхідну гілку для незалежного захисту, ізолюючи лише несправну гілку, не впливаючи на інші.

Номінальний струм: Загальний вихідний струм ~3031A. Розподілений порівну між 12 гілками дає максимум ~253 А на гілку. Щоб запобігти відключенню від перевантаження під час тривалої роботи, обрано вимикач на 400 А. (Формула: I_total=(P_total) / (√3 * V_LL) )

Полюси: 3P (три-фази). Основою автономної-системи змінного струму є три-фазна схема живлення. Нейтральна лінія підключається окремо через клеми (не розірвані вимикачем), що спрощує конструкцію та забезпечує надійний захист основного три-фазного кола.

Відключаюча здатність: більше або дорівнює 50 кА, здатна швидко перервати розрахунковий струм короткого замикання-відгалуження- (~31,5 кА) при 800 В, запобігаючи пошкодженню дуги та забезпечуючи надійну ізоляцію несправності.

Вихідний вимикач (FCB)

1.Кількість: 1 одиниця, що відповідає топології "1 вихід". Один головний вимикач контролює сумарний вихід з 12 входів.

2. Номінальний струм: Загальний струм ~3031A. Вибрано рамний вимикач на 4000 А (враховуючи не-постійне повне навантаження та резервування шин/кабелів), що підтримує короткочасне-перевантаження та відповідає високим-вимогам до вихідної потужності.

3. Затримка зниження напруги: вимкнені-мережні системи не мають підтримки мережі та схильні до коливань напруги. Функція затримки запобігає випадковому відключенню під час перехідних провалів напруги, забезпечуючи стабільність живлення.

4. Полюси: 3P, підходить для основної три-фазної комбінованої шини. Нейтраль підключається окремо, не проходячи через головний вимикач, зосереджуючи захист (перевантаження, коротке-замикання) на три-фазному основному ланцюзі.

5. Вимикаюча здатність: більше або дорівнює 63 кА, що ефективно перериває розрахунковий загальний струм короткого замикання шини (~40 кА) із швидким відключенням і гарним гасінням дуги, запобігаючи ескалації несправності.

Поворотний роз'єднувач (роз'єднувач)

Номінальний струм: відповідає максимальному струму вихідної сторони 3031 А, щоб запобігти нагріванню під час ізоляції.

Функція: для обслуговування не-мережевих систем він забезпечує фізичний розрив-дуги в три-фазному основному ланцюзі, пропонуючи більш надійну ізоляцію, ніж вимикач для безпеки персоналу.

Полюси: 3P, одночасне відключення всіх трьох фаз головного кола, відповідне конфігурації вимикача. Нейтраль не потребує ізоляції (підтверджується, що несправність окрема під час технічного обслуговування), що спрощує роботу, дотримуючись стандартів безпеки.

Пристрій захисту від перенапруг змінного струму (SPD)

1. Номінальна напруга: відповідає номінальній напрузі системи 800 В змінного струму, щоб запобігти виходу з ладу SPD.

2. Номінальний струм розряду (In): сценарії вимкнення-мережі не мають скоординованого захисту від блискавки мережі. Він повинен самостійно протистояти стрибкам напруги. Потужність 100 кА покриває вимоги до помірних областей блискавки, поглинаючи енергію блискавки.

3. Полюси: 4P (три-фази + нейтраль). Незважаючи на те, що вимикачі є 3P, нейтральна лінія все ще потребує захисту від перенапруги, щоб запобігти пошкодженню обладнання через перенапругу блискавки на нейтралі, забезпечуючи комплексний захист ланцюга.

3. Вибір обладнання та специфікація матеріалів (BOM)

Виходячи зі специфікацій системи (5000 кВА/800 В змінного струму, 12-в-1-вихід, 253 А на гілку, 3031 А загалом), виберіть відповідне обладнання.

Корпус шафи

Розміри: ширина 1000 мм, глибина 1000 мм, висота 2200 мм. Необхідно розмістити 12 вхідних вимикачів, 1 великий вихідний вимикач, шини, трансформатори струму тощо. Ширина, глибина та висота повинні враховувати розташування компонентів, простір для охолодження та прокладку кабелю.

Матеріал: метал для високої механічної міцності, стійкості до зовнішньої корозії та впливу зовнішнього середовища, придатний для потенційного зовнішнього встановлення в -сценаріях від мережі.

Ступінь захисту: IP54 для захисту від пилу та води, запобігання проникненню, яке може спричинити коротке замикання під високою-напругою, забезпечення безпеки роботи поза приміщенням.

Підсумок вибору обладнання (таблиця)

4.Малюнки

Блок-схема проводки

Електрична принципова схема

Схема моделі